基于智慧農(nóng)業(yè)實(shí)踐基地的初中生物實(shí)踐教學(xué)
——以“生物與環(huán)境”主題教學(xué)為例

孫 蕾王 穎

（1.深圳實(shí)驗(yàn)光明學(xué)校 廣東深圳 518107）

（2.廣東省深圳市光明教育科學(xué)研究院 廣東深圳 518107）

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生進(jìn)入知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展情境與過程中，幫助學(xué)生成為知識(shí)發(fā)現(xiàn)的“參與者”，而不是“旁觀者”。《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）指出，“教師要多關(guān)注STS（科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)）教育，給學(xué)生提供更多親自參與和實(shí)踐的機(jī)會(huì)”。生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)是在課堂理論教學(xué)基礎(chǔ)上，以學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐，親身體驗(yàn)并從實(shí)踐中感悟、研究為主的一種重要教學(xué)形式。由此可見，打破“以教室為中心”的空間界限，讓學(xué)生進(jìn)入廣闊的自然世界，開展生物實(shí)踐教學(xué)是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的有效途徑。下文以“生物與環(huán)境”主題教學(xué)為例，依托“智慧農(nóng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)基地”，探索初中生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)。

1 教材分析及設(shè)計(jì)思路

“生物與環(huán)境”是人教版初中生物學(xué)七年級上冊第一單元的第二章，內(nèi)容包括為生物與環(huán)境的關(guān)系、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈。在本章之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了第一章“認(rèn)識(shí)生物”，了解了生物的特征，為本章的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)，“生物與環(huán)境關(guān)系的知識(shí)，對學(xué)生形成熱愛大自然、愛護(hù)生物的情感，理解人與自然和諧發(fā)展的意義以及提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)十分重要”。所以，教師“應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生通過對一片草地、一個(gè)池塘、一塊農(nóng)田等的研究，學(xué)習(xí)調(diào)查和觀察的方法，加深對生物與環(huán)境關(guān)系的認(rèn)識(shí)”。可見，開展“生物與環(huán)境”主題實(shí)踐教學(xué)十分有必要。

《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求通過本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)等重要概念，具有初步開展探究實(shí)驗(yàn)的能力。由于現(xiàn)在很多中學(xué)生遠(yuǎn)離農(nóng)業(yè)和大自然，缺乏對生物與環(huán)境關(guān)系的直觀感受，不易理解生物與環(huán)境間的關(guān)系，所以構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的概念是本章的教學(xué)難點(diǎn)?；谝陨蠈滩暮蛯W(xué)情的分析，為突破教學(xué)難點(diǎn)，教師結(jié)合課標(biāo)的要求整合教材內(nèi)容，沿著“探究菜園、發(fā)現(xiàn)問題→解決問題、構(gòu)建概念→拓展視野、形成素養(yǎng)”的主線展開教學(xué)，以“生物與環(huán)境的關(guān)系”為主題，圍繞“菜園是生態(tài)系統(tǒng)嗎？”“菜園內(nèi)生物與環(huán)境是什么關(guān)系？”等關(guān)鍵問題，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式開展教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中解決真實(shí)問題，讓學(xué)生成為知識(shí)發(fā)現(xiàn)的“參與者”，提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2 教學(xué)目標(biāo)

①通過“探究蔬菜區(qū)生物與環(huán)境的關(guān)系”的活動(dòng)，能夠舉例說明生物能夠適應(yīng)和影響環(huán)境。

②通過分析“蔬菜區(qū)的菜被蟲吃的原因”，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的概念，并描述該生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈和食物網(wǎng)，說明態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力是有限的。

③通過分析蔬菜區(qū)內(nèi)蜜蜂、鳥等生物的活動(dòng)范圍，認(rèn)同“不同生態(tài)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，生物圈是一個(gè)統(tǒng)一的整體”，形成愛護(hù)生物圈的觀念，養(yǎng)成環(huán)保意識(shí)。

3 教學(xué)過程

3.1 依托現(xiàn)場教學(xué)，構(gòu)建概念發(fā)現(xiàn)問題

在課外實(shí)踐活動(dòng)前，教師發(fā)布小組任務(wù)清單，學(xué)習(xí)小組自愿認(rèn)領(lǐng)學(xué)習(xí)任務(wù)，為相關(guān)活動(dòng)做好準(zhǔn)備。相對課堂理論教學(xué)而言，現(xiàn)場教學(xué)可以讓學(xué)生更直觀地感受生物的真實(shí)狀態(tài)，教師可引導(dǎo)學(xué)生對生物進(jìn)行現(xiàn)場認(rèn)知、討論和探究。學(xué)生小組任選一種蔬菜探究影響生物生存的生態(tài)因素，并完成觀察記錄表一（表1）。

表1 菜園探究活動(dòng)記錄表一

學(xué)生通過一系列的探究活動(dòng)，得出結(jié)論：水、溫度、空氣、光是生物生存的環(huán)境條件，生物的生存依賴一定的環(huán)境。學(xué)生在探究過程中發(fā)現(xiàn)，基地的菜青蟲和蚜蟲都是綠色的。學(xué)生經(jīng)分析可知：綠色更容易隱藏在菜地中，不容易被天敵捕食，菜青蟲將綠色作為保護(hù)色，是生物適應(yīng)環(huán)境的表現(xiàn)。此外，學(xué)生在探究過程中還發(fā)現(xiàn)，基地的蚯蚓在土壤中活動(dòng)，可以使土壤疏松，說明了“生物影響環(huán)境”。通過這些環(huán)節(jié)，學(xué)生構(gòu)建了重要概念：生物與環(huán)境相互依賴、互相影響。

接著，教師提出探究問題：菜地是生態(tài)系統(tǒng)嗎？并引導(dǎo)學(xué)生完成觀察記錄表二（表2）。學(xué)生在真實(shí)的情境中，觀察與思考生物之間的關(guān)系，生物與環(huán)境之間的關(guān)系，初步構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的概念，理解生態(tài)系統(tǒng)的組成。

表2 菜園探究活動(dòng)記錄二

“智慧農(nóng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)基地”是生活化的課堂，更是一個(gè)隨時(shí)隨處可以產(chǎn)生問題、展開研究和發(fā)生創(chuàng)生的課堂。學(xué)生觀察基地時(shí)，會(huì)提出許多有趣的問題：菜地的蜜蜂來自哪兒？花生結(jié)的種子埋在土壤里嗎？玉米的花是兩性花嗎？基地種植的土豆為什么沒有萌發(fā)？影響土豆萌發(fā)的主要條件是什么？在蔬菜區(qū)域內(nèi)罩上網(wǎng)兜為了防止鳥吃果實(shí)，結(jié)果蔬菜被蟲子吃的現(xiàn)象反而變多了，為什么？……其中一些問題與本主題教學(xué)關(guān)系密切，值得進(jìn)一步探討。

設(shè)計(jì)意圖：相對課堂教學(xué)而言，現(xiàn)場教學(xué)使學(xué)習(xí)具有真實(shí)性、開放性、創(chuàng)生性等特征，這些特征是學(xué)生構(gòu)建重要概念所需要的。在大自然中開展的探究學(xué)習(xí)增強(qiáng)了學(xué)生的好奇心、探究欲、成就感，能促使學(xué)生能全身心投入學(xué)習(xí)，在構(gòu)建重要概念的過程中，提高探究能力和科學(xué)思維能力，形成進(jìn)化與適應(yīng)觀。

3.2 聚焦課堂教學(xué)，解決問題深化概念

3.2.1 總結(jié)探究成果，解決問題突破難點(diǎn)

教師在生物實(shí)驗(yàn)室開展課堂教學(xué)，學(xué)生小組匯報(bào)探究活動(dòng)完成的情況。教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，解決小組提出的問題。例如，教師首先引導(dǎo)學(xué)生明確問題為：基地種植的土豆為什么沒有萌發(fā)？在教師帶領(lǐng)下，學(xué)生分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：土豆萌發(fā)的適宜溫度是15～20℃，深圳近幾天溫度為7～15℃，低溫導(dǎo)致土豆無法萌發(fā)。學(xué)生進(jìn)而得出結(jié)論：溫度是影響植物生長的重要非生物因素。再如，學(xué)生明確發(fā)現(xiàn)的問題為：在蔬菜區(qū)域內(nèi)罩上網(wǎng)兜后發(fā)現(xiàn)蔬菜被蟲子吃的現(xiàn)象反而變多了，這是為什么？在教師引導(dǎo)下，學(xué)生分析原因：菜地的三種生物由于捕食關(guān)系構(gòu)成了“白菜→菜青蟲→食蟲鳥”的食物鏈，用網(wǎng)兜罩住蔬菜區(qū)造成食蟲鳥無法捕食菜青蟲，導(dǎo)致菜青蟲種群數(shù)量增長。

在解決上述問題的過程中，學(xué)生又產(chǎn)生了新問題：菜青蟲有豐富的食物，且缺少食蟲鳥的捕食。為什么菜青蟲沒有泛濫成災(zāi)？教師引導(dǎo)學(xué)生分析：菜青蟲的天敵只有食蟲鳥嗎？學(xué)生意識(shí)到：菜青蟲有很多天敵，如食蟲鳥、黃蜂、蜘蛛等。天敵的捕食抑制菜青蟲種群數(shù)量的增長。一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中往往有多條食物鏈，它們彼此交錯(cuò)鏈接構(gòu)成食物網(wǎng)。因此，生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。最后，學(xué)生總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的組成、食物鏈和食物網(wǎng)等知識(shí)點(diǎn)，梳理生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)概念之間的關(guān)系，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的概念圖。

設(shè)計(jì)意圖：現(xiàn)場實(shí)踐教學(xué)可以讓學(xué)生沉浸式地學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠提出很多值得探究的問題。通過解決這些問題，學(xué)生深化了對“生態(tài)系統(tǒng)”概念內(nèi)涵的理解。同時(shí)，教師通過引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建概念圖，提升學(xué)生自學(xué)能力和歸納能力。

3.2.2 拓展實(shí)驗(yàn)探究，加深概念理解

《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出需要為探究性學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)情境，注意探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的課內(nèi)外結(jié)合。因此，對于探究實(shí)驗(yàn)“非生物因素對某種動(dòng)物的影響”，教師鼓勵(lì)學(xué)生在基地尋找合適的實(shí)驗(yàn)材料，并引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象—提出問題—作出假設(shè)”的過程。例如，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“龜紋瓢蟲藏在生菜心里”的現(xiàn)象，提出“光會(huì)影響龜紋瓢蟲的分布嗎”，并作出“光影響龜紋瓢蟲的分布”的假設(shè)。再如，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“在基地的磚頭下發(fā)現(xiàn)鼠婦”的現(xiàn)象，提出“光會(huì)影響鼠婦的分布嗎”，并作出“光會(huì)影響鼠婦的分布”的假設(shè)。

各學(xué)生小組將找到的實(shí)驗(yàn)材料帶到實(shí)驗(yàn)室開展探究實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)學(xué)生如何通過控制變量，設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，觀察記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：非生物因素影響生物的生活和分布。各小組在全班表達(dá)和交流探究過程和結(jié)果，加深對重要概念“生物與環(huán)境相互依賴、互相影響”的理解。

設(shè)計(jì)意圖：基于實(shí)踐基地嘗試現(xiàn)場探究教學(xué)可以讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的完整過程，像科學(xué)家一樣思考和研究問題，發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維，使學(xué)生形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀，同時(shí)幫助學(xué)生深化對概念的理解。

3.3 拓展生物視野，樹立環(huán)境保護(hù)意識(shí)

3.3.1 利用生物實(shí)踐成果，全面認(rèn)識(shí)生物圈

教師提問：生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)，生物圈內(nèi)有各種生態(tài)系統(tǒng)，各種生態(tài)系統(tǒng)之間是什么關(guān)系？接著，教師展現(xiàn)生物實(shí)踐基地建設(shè)前的圖片以創(chuàng)設(shè)情境：學(xué)校天臺(tái)以前是一片水泥地，現(xiàn)在是生機(jī)盎然的實(shí)踐基地。教師引導(dǎo)學(xué)生對比兩張照片并思考：菜園內(nèi)的蜜蜂和鳥從哪里來？它們離開菜園后可能去哪里？據(jù)此引導(dǎo)學(xué)生思考并理解：不同生態(tài)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，生物圈是一個(gè)統(tǒng)一的整體。

設(shè)計(jì)意圖：教師聯(lián)系學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析菜園內(nèi)蜜蜂、鳥等生物的活動(dòng)范圍，幫助學(xué)生理解不同生態(tài)系統(tǒng)間的相互關(guān)聯(lián)，理解生物圈是一個(gè)統(tǒng)一的整體。這樣可以使理論學(xué)習(xí)不再枯燥，提高學(xué)習(xí)效率。

3.3.2 拓展學(xué)生生物學(xué)視野，形成保護(hù)生物圈意識(shí)

教師播放亞馬遜熱帶雨林紀(jì)錄片視頻：亞馬遜熱帶雨林是全球最大及物種最多的熱帶雨林，雨林產(chǎn)生的氧氣占全球氧氣總量的1/10。2019年8月亞馬遜森林發(fā)生大火，大火帶來的濃煙不僅覆蓋了巴西近一半的國土，還擴(kuò)散到了鄰近的秘魯、玻利維亞以及巴拉圭諸國，對雨林內(nèi)的動(dòng)植物、土著居民都有非常大的影響。大火將會(huì)對南美氣候造成直接影響，如降雨減少、氣候更加干燥等。長期來看，大火造成的碳排放或?qū)?dǎo)致全球變暖更嚴(yán)重。據(jù)此，教師引導(dǎo)學(xué)生小組討論亞馬遜大火給人類的警示。接著，為開拓學(xué)生視野，教師播放人類建設(shè)生物圈II號的視頻，請學(xué)生思考討論：生物圈II號失敗的事實(shí)說明了什么？據(jù)此幫助學(xué)生理解：迄今為止，人類無法模擬出另一個(gè)可供人類生存的生態(tài)環(huán)境。自然生態(tài)系統(tǒng)是人類生存的基本環(huán)境，地球是人類和其他生物共同的家園，保護(hù)生物圈是人類共同的責(zé)任。

設(shè)計(jì)意圖：通過對亞馬遜森林大火和生物圈II號故事的思考討論，學(xué)生明白生物圈是人類唯一的家園，生物圈無法被替代，在此基礎(chǔ)上認(rèn)同保護(hù)生物圈，人人有責(zé)的理念。

4 教學(xué)反思

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問題時(shí)所表現(xiàn)出來的價(jià)值觀、必備品格與關(guān)鍵能力。

目前有些教師的教學(xué)內(nèi)容缺乏與學(xué)生興趣、愛好、生活、成長的關(guān)聯(lián)；教學(xué)方式缺少對學(xué)生好奇心、探究欲、成就感的關(guān)注。教學(xué)內(nèi)容不管多與少，如果學(xué)生不感興趣，就會(huì)變成一種負(fù)擔(dān)。“雙減”的治本之道，在于改變教學(xué)內(nèi)容與方法，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，變學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)為學(xué)習(xí)享受。教師應(yīng)以“雙減”精神為指導(dǎo)，積極創(chuàng)建“現(xiàn)場實(shí)踐活動(dòng)”，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式靈活施教，將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生興趣和生活相聯(lián)系，讓學(xué)生從“機(jī)械型”學(xué)習(xí)走向“有意義的”學(xué)習(xí)，達(dá)到學(xué)科育人的目的。